22:33 16 دسامبر 2018
طراحی ساختارهای نانو که به الکترونیک سرعت می بخشند

طراحی ساختارهای نانو که به الکترونیک سرعت می بخشند

© Sputnik / Vitaliy Belousov
گزارش و تحلیل
دریافت لینک کوتاه
0 30

دانشمندان روسی ( دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای «دانشکده مهندسی فیزیک مسکو»، دانشکده فیزیک فلزات شعبه سیبری آکادمی علوم روسیه) نانوهترواستراکچرهایی را برپایه آرسنید گالیوم مطالعه و تولید کرده اند که قادرند عملکرد میکرومدارها با فرکانس های بالا را بهبود بخشند.

نانوهترواستراکچرها ، مواد الکترونیکی هستند که از چند لایه ی نیمه هادی تشکیل شده اند. «طراحی کوانتومی» امروزی اجازه می دهد که آنها را با آن خصوصیت هایی که برای تولید دستگاه های الکترونیکی جدید لازم است، ایجاد نمایند.
سرعت عمل دستگاه ها را می توان با افزایش میزان ایندیم درلایه « فعال» (جاری) مواد بهبود بخشید. افزایش میزان ایندیم باعث کاهش حجم الکترون ها در ساختار شده و همچنین سرعت آنها را افزایش می دهد، بنابراین سرعت عمل دستگاه های الکترونیکی را نیز بیشتر می کند. در عین حال این روش با تنش های مکانیکی شبکه کریستالی در لایه های مجاور دشوار و پیچیده می شود.

فیزیک دانان دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای «دانشکده مهندسی فیزیک مسکو» با افزایش لایه انتقالی ضخیم و به تدریج بیشتر کردن محتوی ایندیم در لایه فعال این مشکل را حل کردند. در نتیجه دانشمندان آنرا تقریبا به ۱۰۰ درصد طی حداقل تنش مکانیکی رساندند.
رشد نمونه ها با روش اپیتکسی (برآرایی) انجام شده است یعنی رشد لایه ای نیمه هادی های کامل به صورت کریستالی در «بستری مجازی» ، که در آن طی رشد لایه انتقالی به تدریج اندازه شبکه کریستالی تغییر می کند.
دانشمندان شرایط مطلوبی را برای رشد و افزایش آن انتخاب کردند: درجه حرارت بستر، ساختار لایه انتقالی، ضخامت و ساختار لایه فعال. بنابراین ساختارها ، با پراکندگی کم الکترون ها و زبری کم سطح (کلا ۲ نانومتر) کیفیت بالایی بدست آوردند.
خواص الکترونیکی نمونه های ساخته شده در دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای «دانشکده مهندسی فیزیک مسکو» توسط متخصصین دانشکده فیزیک فلزات شعبه سیبری آکادمی علوم روسیه اندازه گیری شد. برای این کار آنها مطالعاتی را طی درجه حرارت پایین (از ۱.۸ کلوین) در میدان مغناطیسی قوی انجام دادند.
این کار باعث شد تا اثرات کوانتومی در لایه فعال مرتبط با میزان بالای ایندیم مشاهده شود. از جمله نوسانات مقاومت مغناطیسی و اثر کوانتومی هال، که به خاطر کشف آن جایزه نوبل فیزیک را در سال ۱۹۸۵ بدست آورد.

به عقیده ی متخصصین ، اطلاعات دانشمندان روس که در مجله ی علمی «Journal of Magnetism and Magnetic Materials», منتشر شده است
باعث می شود که خصوصیات ظهور اثر کوانتومی هال در ساختارهای نانویی جدید مشخص گردد.
ایوان واسیلیوسکی ، یکی از نویسندگان و استاد گروه فیزیک دانشگاه ملی تحقیقات هسته ای «دانشکده مهندسی فیزیک مسکو» شرح می دهد: « باید خاطر نشان نمود که این در وهله ی اول تحقیقات پایه است. در عین حال ما توان کاربرد بالقوه آنرا متذکر می شویم. قبل از همه این موضوع مشخص می شود که ساختارهای اینچنینی ، دارای تحرک الکترونی بالا بوده و فرکانس بالای (۲۰۰ گیگا هرتز)کار ترانزیستورها و میکرومدارها را تضمین می کنند.

 

مقررات ارسال کامنتبحث و مناظره
کامنت از طریق فیسبوککامنت از طریق اسپوتنیک